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Mechanisches Verhalten additiv gefertigter Kunststoffbauteile bewerten

Neues Forschungsvorhaben am SKZ

Immer öfter werden additive Verfahren wie Lasersintern (SLS) und Strangablegeverfahren (FDM) zur Fertigung von Kunststoffbauteilen in (Klein-)Serien genutzt. Damit einhergehend müssen die mechanischen Langzeiteigenschaften bei der Auslegung Berücksichtigung finden. Grundlegende Aussagen dazu stehen bislang jedoch kaum zur Verfügung. Diese werden nun im Rahmen eines kürzlich am SKZ gestarteten Forschungsvorhabens erarbeitet.

Additive Fertigungsverfahren werden aufgrund von Weiterentwicklungen der Materialien und Verfahren sowie einer weiter verbesserten Prozessstabilität verstärkt zur Herstellung von Kunststoffbauteilen in (Klein-)Serien eingesetzt. Gerade der Trend zunehmender Produktindividualisierung (mass customization) und die damit verbundenen geringen Stückzahlen unterstützen dies. Somit wird nicht mehr nur die schnelle Herstellung von Anschauungsmustern und (teilfunktionsfähigen) Prototypen, sondern auch die Fertigung einsatzbereiter Funktions- und Strukturbauteile als Anwendungsfeld der additiven Fertigungsverfahren gesehen. Damit rücken die Langzeitgebrauchseigenschaften zunehmend in den Fokus. Bei der Auslegung zählt das mechanische Verhalten zu den Hauptkriterien, wobei insbesondere die Langzeiteigenschaften von Interesse sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher eine grundlegende Bewertung des mechanischen Verhaltens additiv mittels Lasersinterverfahren (Werkstoff PA12) bzw. Strangablegeverfahren (Werkstoff ABS) gefertigter Kunststoffbauteile unter kurz- und langzeitiger statischer und dynamischer Beanspruchung. Dabei sollen die Einflüsse baurichtungsbedingter Anisotropien, der inneren Struktur sowie der Art und Höhe der Belastung untersucht werden.

Das IGF-Vorhaben 19020 N der Forschungsvereinigung FSKZ wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Das Projekt ist Anfang Februar 2016 gestartet und läuft bis Ende Januar 2018.

Interessenten können gerne mit dem SKZ Kontakt aufnehmen.

Mechanische Eigenschaften

Abb.: FDM Getriebeplatte mit Passungen und Zahnrädern